Строение атома и химическая связь

Задача 1. На основе метода валентных связей (МВС) предположить пространственное строение молекулы. Из приведенных значений электроотрицательности элементов оценить полярность связи между атомами и является ли молекула диполем исходя из её пространственного строения.

1. SnCl₂ 2. CdF₂ 3. PH₃ 4. BF₃ 5. PCl₃ 6. SiH₄ 7. CCl₄ 8. CH₃F 9. CH₂F₂ 10. AlCl₃ 11. ZnCl₂ 12. NF₃ 13. GaF₃ 14. H₂Te 15. PbCl₂ 16. BCl₃ 17. PF₃ 18. SiF₄ 19. AlF₃ 20. CdCl₂

Электроотрицательность элементов

Элемент	Al	B	C	Cd	Cl	F	Ga	H
c	1.5	2.0	2.5	1.7	3.0	4.0	1.6	2.1
Элемент	Hg	N	P	Pb	Si	Sn	Zn	О
c	1.9	3.0	2.1	1.9	1.8	1.8	1.6	3.5

 

 

Задача 2. Используя принципы метода МО, составить энергетическую диаграмму молекулы, написать электронную конфигурацию, определить кратность связи и магнитные свойства.

1. He₂ 2. He₂⁺ 3. Ве₂ 4. С₂ 5. N₂ 6. O₂ 7. F₂ 8. Ne₂ 9. BN 10. CN 11. CN⁺ 12. NO 13. NO⁺ 14. CO 15. Li₂ 16. Ne₂⁺ 17. CO⁺ 18. BN⁺ 19. CO^- 20. О₂^-

 

 Контрольное задание №2

Основные классы неорганических соединений. Окислительно-восстановительные реакции. Количественные расчеты. Химическая термодинамика

Билет N 1

1. Из перечисленных оксидов выберите один основной и один кислотный, докажите их кислотно-основные свойства. Уравнения реакций написать в молекулярной и в сокращенной ионной форме.

CoO, CaO, SO₂, NiO, Cr₂O₃, V₂O₅, CO₂

2. Сколько молей KMnO₄ необходимо для взаимодействия с 152 г FeSO₄ по реакции:

KMnO₄+ FeSO₄+ H₂SO₄ÞK₂SO₄+MnSO₄+ Fe₂(SO₄)₃+ H₂O.

3. Вычислить тепловой эффект реакции

CH₄ + CO₂ = 2CO + 2 H₂

D_fH^o кДж/моль       -74.85    -393,5    -110,5    0      

где D_fH^o - энтальпии образования соответствующих веществ.

Билет N 2

1. Написать формулы гидроксидов, соответствующих следующим оксидам: Cs₂O, MnO, CrO₃, V₂O₃, SO₃, PbO. Для амфотерного гидроксида показать его кислотно-основные свойства. Уравнения реакций написать в молекулярной и сокращенной ионной форме.

2. Сколько литров диоксида азота (NO₂) образуется при растворении 1.28г металлической меди в азотной кислоте:

Cu + HNO₃ Þ Cu(NO₃)₂ + NO₂­+ H₂O

3. Возможно ли восстановление оксида висмута оксидом углерода при Т = 800 К по реакции (энтальпии образования (D_fH^o) и энтропии (S^o) веществ известны):

Bi₂O₃ + 3CO   = 2Bi + 3CO₂

D_fH^o кДж/моль -570,70  -110,53           0            -393,51

S^o Дж/моль∙К 151,49   197,55            56,9       213,66

Билет N 3

1. Получить дигидроксид никеля (основной), доказать его кислотно-основные свойства. Уравнения реакций написать в молекулярной и в сокращенной ионной форме.

2. Сколько граммов KClO₃ необходимо для получения 11.2 л газа Cl₂ по реакции:             KClO₃+ HCl Þ KCl + Cl₂­+ H₂O

3. Какое количество теплоты выделилось при сгорании водорода в кислороде, если в процессе горения образовалось 3,6 г водяного пара. D_fH^o вод.пар = -241,81 кДж/моль

Билет N 4

1. Из перечисленных оксидов выберите амфотерный и докажите его кислотно-основные свойства. Уравнения реакций написать в молекулярной и в сокращенной ионной форме.

CdO, Cu₂O, SO₃, NiO, Cr₂O₃, V₂O₃, CO₂, N₂O₃, SnO

2. Сколько литров диоксида азота (NO₂) образуется при растворении 1.08г металлического серебра в азотной кислоте:

Ag + HNO₃ Þ AgNO₃ + NO₂­+ H₂O

3. Определить тепловой эффект реакции образования 73 г гексафторида серы (SF₆) из простых веществ. D_fH^o (SF₆) = -1221,0 кДж/моль

Билет N 5

1. Из перечисленных оксидов выберите один основной и один кислотный, докажите их кислотно-основные свойства. Уравнения реакций написать в молекулярной и в сокращенной ионной форме.

CdO, CaO, SO₂, Na₂O, Cr₂O₃, Nb₂O₅, CO₂

2. Сколько граммов KMnO₄ необходимо для получения 11.2 л газа Cl₂ по реакции:

KMnO₄+ HCl ÞKCl+MnCl₂+ Cl₂­+ H₂O

3. Вычислить тепловой эффект реакции восстановления оксида железа (III) оксидом углерода (II):

Fe₂O₃ + CO = 2FeO + CO₂

D_fH^o кДж/моль -882,2    -110,5    -264,9    -393,5

где D_fH^o - энтальпии образования соответствующих веществ.

Билет N 6

1. Получить нерастворимый дигидроксид бериллия. Показать его амфотерные свойства. Уравнения реакций написать в молекулярной и в сокращенной ионной форме.

2. Сколько литров диоксида азота (NO) образуется при растворении 2.56г металлической меди в разбавленной азотной кислоте:

Cu + HNO₃ Þ Cu(NO₃)₂ + NO­+ H₂O

3. Вычислить энтальпию образования селеноводорода (H₂Se), если при образовании 2 л (н.у.) H₂Se из водорода и селена поглотилось 7,66 кДж теплоты.

Билет N 7

1. Получить дигидроксид марганца (основной) и доказать его кислотно-основные свойства. Уравнения реакций написать в молекулярной и в сокращенной ионной форме.

2. Сколько молей K₂Cr₂O₇ необходимо для получения 6.4 г серы по реакции:

K₂Cr₂O₇ + Na₂S + H₂OÞCr(OH)₃¯ + S¯ + KOH +NaOH

3. Оценить термодинамическую возможность окисления меди кислородом при стандартно температуре по реакции:

2Cu + O₂  = 2 CuO

D_fH^o кДж/моль 0            0            -162.0

S^o Дж/моль∙ּК 33.14     205.04   42.63

Билет N 8

1. Показать кислотно-основные свойства оксидов никеля (NiO -основной) и фосфора (P₂O₅ - кислотный). Уравнения реакций написать в молекулярной и сокращенной ионной форме.

2. Сколько литров диоксида азота (NO) образуется при растворении 0.59г металлического никеля в разбавленной азотной кислоте:

Ni+ HNO₃ Þ Ni(NO₃)₂ + NO­+ H₂O

3. Определить тепловой эффект реакции горения ацетона (C₃H₆O) в кислороде, если известны его энтальпия образования D_fH^o (C₃H₆O) = -248.11 кДж/моль и энтальпии образования продуктов сгорания D_fH^o (CO₂)=-393,5кДж/моль и D_fH^o(H₂O)=-285,8 кДж/моль.

Билет N 9

1. Из перечисленных оксидов выберите амфотерный и докажите его кислотно-основные свойства. Уравнения реакций написать в молекулярной и в сокращенной ионной форме.

CdO, Cu ₂O, SO₃, NiO, Cr₂O₃, V₂O₃, CO₂, N₂O₃, SnO

2. Сколько молей K₂Cr₂O₇ необходимо для окисления 3.78 г сульфита натрия по реакции:

K₂Cr₂O₇ + Na₂SO₃ + HNO₃ Þ Cr(NO₃)₃ + Na₂SO₄+ KNO₃ + H₂O

3. Оценить температуры, при которых возможно самопроизвольное протекание реакции (энтальпии образования (D_fH^o) и энтропии (S^o) реагентов и продуктов реакции известны):

CO₂(г) +  C(гр) = 2CO(г)

D_fH^o кДж/моль -393.51  0                     -110.53

S^o Дж/моль∙К 213.66   5.74                197.55

Билет N 10

1. Из перечисленных оксидов выберите амфотерный и докажите его кислотно-основные свойства. Уравнения реакций написать в молекулярной и в сокращенной ионной форме.

CdO, Cu₂O, SO₃, NiO, Al₂O₃, V₂O₅, CO₂, N₂O₅, SnO₂

2. Сколько литров диоксида серы (SO₂) образуется при растворении 5.9г металлического кобальта в концентрированной серной кислоте:

Co+ H₂SO₄ Þ CoSO₄ + SO₂­+ H₂O

3. Возможно ли восстановление оксидов CuO и Na₂O газообразным водородом при стандартных условиях (известны величины энергий Гиббса (DG^o_f) для оксидов и продуктов восстановления).

CuO + H₂ = Cu + H₂O

D_fG^o кДж/моль -134.26  0  0  -237.23

Na₂O + H₂ = 2Na + H₂O

D_fG^o кДж/моль -379.26 0 0 -237.23

Билет N 11

1. Получить дигидроксид свинца (амфотерный) и доказать его кислотно-основные свойства. Уравнения реакций написать в молекулярной и в сокращенной ионной форме.

2. Сколько молей диоксида свинца PbO₂ необходимо для окисления 8.7 г диоксида марганца MnO₂ по реакции:

PbO₂+ MnO₂+ KOH Þ KMnO₄+ K₂PbO₂+H₂O

3. Оценить термодинамическую возможность самопроизвольного протекания реакции образования азотной кислоты из азота, кислорода и воды при стандартных условиях (известны величины энергий Гиббса (DG^o_f) для реагентов).

N₂ + 2.5O₂ + H₂O(жидк.) = 2HNO₃(жидк.)

D_fG^o кДж/моль 0  0            -237.23                    -79.90

Билет N 12

1. Написать формулы гидроксидов, соответствующих следующим оксидам: Cs ₂ O, Mn₂O₇, Fe ₂ O ₃, CrO₃, SO₃, PbO. Для одного основного иодного кислотного гидроксида показать кислотно-основные свойства. Уравнения реакций написать в молекулярной и сокращенной ионной форме.

2. Сколько литров газа сероводорода (H₂S) может быть окислено в 1л раствора перманганата калия (KMnO₄) концентрации 0.8 моль/л по реакции:

H₂S + KMnO₄+ H₂SO₄ Þ MnSO₄ + K₂SO₄+ H₂O

3. Какое количество теплоты выделится при сгорании 100 г гептана (C₇H₁₆). Энтальпии образования гептана и продуктов сгорания равны:

C₇H₁₆ CO₂       H₂O(жидк.)

D_fH^o кДж/моль -224.54  -393,5    -285,8

Билет N 13

1. Написать формулы гидроксидов, соответствующих следующим оксидам: Rb₂O, PbO, Cr₂O₃, N ₂ O ₅, SO ₃. Для одного кислотного гидроксидов показать кислотно-основные свойства. Уравнения реакций написать в молекулярной и сокращенной ионной форме.

2. Сколько литров газа хлора (Cl₂) может быть поглощено 1л водного раствора Na₂S₂O₃ концентрации 1 моль/л при протекании реакции:

Cl₂ + Na₂S₂O₃ + H₂O Þ Na₂SO₄ + HCl + H₂SO₄

3. Определить термодинамическую возможность протекания химической реакции в стандартных условиях (энтальпии образования (D_fH^o) и энтропии (S^o) веществ известны):

CO(г) + PbO(кр) =    CO₂(г) + Pb(кр)

D_fH^o кДж/моль -110.53  -217.61           -393.51  0

S^o Дж/моль∙К 197.55   68.70              213.66   64.81

Билет N 14

1. Получить дигидроксид олова (амфотерный) и доказать его кислотно-основные свойства. Уравнения реакций написать в молекулярной и в сокращенной ионной форме.

2. Какое количество хлората калия (KClO₃) надо добавить к 1.86 г фосфора для стехиометрического протекания реакции:

KClO₃ + P Þ P₂O₅ + KCl

    3. Определить направление самопроизвольного протекания химической реакции в стандартных условиях. (Энтальпии образования (DH^o_f) и энтропии (S^o) веществ известны):

CO(г) + H₂O(г) =   CO₂(г) + H₂(г)

D_fH^o кДж/моль -110.53  -241.81  -393.51  0

S^o Дж/моль∙К 197.55   188.72   213.66   130.52

Билет N 15

1. Получить дигидроксид кобальта (основной) и доказать его кислотно-основные свойства. Уравнения реакций написать в молекулярной и в сокращенной ионной форме.

2. Какое количество перхлората калия (KClO₄) надо добавить к 2.16 г алюминия для стехиометрического протекания реакции:

KClO₄ + Al Þ Al₂O₃ + KCl

3. Какое количество теплоты выделится при сгорании 2,6 г ацетилена (C₂H₂). Энтальпии образования ацетилена и продуктов сгорания равны:

C₂H₂ CO₂       H₂O(жидк.)

D_fH^o кДж/моль +226,8   -393,5    -285,8

Билет N 16

1. Написать формулы гидроксидов, соответствующих следующим оксидам: Na₂O, PbO, Al ₂ O ₃, SO₂, CrO₃. Выбрать амфотерный гидроксид и показать его кислотно-основные свойства. Уравнения реакций написать в молекулярной и сокращенной ионной форме.

2. Какой объем газа оксида азота (NO) образуется при окислении 0.96г сульфида меди (CuS) азотной кислотой по реакции:

CuS + HNO₃ Þ CuSO₄ + NO­ + H₂O

3. Определить направление самопроизвольного протекания химической реакции в стандартных условиях. (Энтальпии образования (D_fH^o кДж/моль) и энтропии (S^o Дж/моль·К) веществ известны):

2MgO(кр)+2Cl₂(г) + C(гр) =    CO₂(г) + 2MgCl₂(кр)

D_fH^o -601.49  0 0   -393.51    -644.80

S^o 27.07     222.98 5.74  213.66   89.54

Билет N 17

1. Получить дигидроксид железа (основной) и доказать его кислотно-основные свойства. Уравнения реакций написать в молекулярной и в сокращенной ионной форме.

2. Сколько молей KMnO₄ необходимо для взаимодействия с 1.89 г SnCl₂ по реакции:

KMnO₄ + SnCl₂ + HCl Þ KCl + MnCl₂ + SnCl₄ + H₂O

3. Определить направление самопроизвольного протекания химической реакции в стандартных условиях. (Энтальпии образования (DH^o_f) и энтропии (S^o) веществ известны):

NH₃(г) + HCl(г) = NH₄Cl(кр)

D_fH^o кДж/моль -45.94    -92.31    -314.22

S^o Дж/моль∙К 192.66   186.79   95.81

Билет N 18

1. Написать формулы гидроксидов, соответствующих следующим оксидам: Cs ₂ O, Mn₂O₇, TiO₂, FeO, CrO₃, NiO, V₂O₃, SO₃, PbO. Для одного основного гидроксида показать кислотно-основные свойства. Уравнения реакций написать в молекулярной и сокращенной ионной форме.

2. Сколько литров диоксида серы (SO₂) образуется при растворении 5.6г металлического железа в концентрированной серной кислоте:

Fe + H₂SO₄ Þ Fe₂(SO₄)₃ + SO₂­+ H₂O

3. Возможна ли реакция диссоциации углекислого газа при Т=500^оС по реакции:

2CO₂     =  2CO + O₂

D_fH^o кДж/моль -393.51           -110.53  0

S^o Дж/моль∙К 213.66            197.55   205.04

Билет N 19

1. Показать кислотно-основные свойства оксидов кобальта (CoO - основной) и марганца (Mn₂O₇ - кислотный). Уравнения реакций написать в молекулярной и сокращенной ионной форме.

2. Какое количество перхлората калия (KClO₄) надо добавить к 17 г магния для стехиометрического протекания реакции:

KClO₄ + Mg Þ MgO + KCl

3. Оценить область температур, при которых существует термодинамическая возможность образования метилового спирта из окиси углерода и водорода по реакции:

CO(г) + 2H₂(г) =   CH₃OH(г)

DH^o_f кДж/моль -110.53  0            -201.00

S^o Дж/моль∙К 197.55   130.52   239.76

Билет N 20

1. Показать кислотно-основные свойства оксидов железа (FeO - основной) и азота (N₂O₅ - кислотный). Уравнения реакций написать в молекулярной и сокращенной ионной форме.

2. Сколько молей K₂Cr₂O₇ необходимо для окисления 6.9 г нитрита натрия по реакции:

K₂Cr₂O₇+NaNO₂+H₂SO₄ÞCr₂(SO₄)₃+K₂SO₄+NaNO₃+H₂O

3. Возможно ли восстановление оксидов CaO и Ag₂O газообразным водородом при стандартных условиях (известны величины энергий Гиббса (DG^o_f) для оксидов и продуктов восстановления).

CaO + H₂ = Ca + H₂O

DG^o_f кДж/моль -603.46  0  0  -237.23

Ag₂O + H₂ = 2Ag + H₂O

DG^o_f кДж/моль -10.90    0 0 -237.23

 

Контрольное задание №3